टाइप 1 मधुमेह का कारण क्या है? क्यों वैज्ञानिकों को पता लगाने के लिए सेल मैप्स

लगभग 100 ट्रिलियन कोशिकाएं हैं जो मानव शरीर को बनाती हैं। एक नया मेगा-विज्ञान का प्रयास 80 ज्ञात अंगों से 200 या अधिक प्रकार की कोशिकाओं में से प्रत्येक को सूचीबद्ध और छवि देगा और इन कोशिकाओं में सक्रिय जीन की पहचान करेगा।

यह नया प्रयास ह्यूमन जीनोम प्रोजेक्ट की ऊँची एड़ी के जूते पर चलता है जो 1990 के दशक और 2000 के दशक के प्रारंभ में जीव विज्ञान से जुड़ा था। अब वैज्ञानिकों ने एक नई और रोमांचक चुनौती की कल्पना की है: पूरे मानव शरीर का एक कोशिकीय नक्शा बनाने के लिए, एक परियोजना जिसका नाम है ह्यूमन बायोमोलेक्युलर एटलस प्रोग्राम, या हुवाम्बैप। फ्लोरिडा विश्वविद्यालय पाँच प्रतिभागी ऊतक मानचित्रण केंद्रों में से एक है। यहां UF केंद्र में हम पर थाइमस, लिम्फ नोड और तिल्ली के मानचित्रण का आरोप लगाया जाता है - प्रतिरक्षा प्रणाली के सभी प्रमुख घटक।

मैं लगभग 35 वर्षों से टाइप 1 मधुमेह, या किशोर मधुमेह का अध्ययन कर रहा हूं, और यूएफ मधुमेह संस्थान में अपने अन्य सहयोगियों के साथ, मैं इस बीमारी को रोकने और ठीक करने का एक तरीका खोजने की कोशिश कर रहा हूं। यह हाल तक एक चुनौती रही है, क्योंकि हमें पता नहीं था कि टाइप 1 डायबिटीज का क्या कारण है।

एक ऊतक मानचित्रण केंद्र के रूप में हमारा लक्ष्य अद्वितीय प्रकार की कोशिकाओं की पहचान करना है, कि वे कौन से प्रोटीन का उत्पादन करते हैं, और कौन से जीन चालू होते हैं, और प्रत्येक अंग के एक आभासी त्रि-आयामी मॉडल का निर्माण करते हैं। यह नक्शा टाइप 1 मधुमेह सहित कई बीमारियों के अनुसंधान को सूचित करेगा।

क्यों टाइप 1 मधुमेह के कारणों को समझना महत्वपूर्ण है?

हम जानते हैं कि टाइप 1 डायबिटीज एक तथाकथित "ऑटोइम्यून डिसऑर्डर है।" टाइप 1 डायबिटीज में, "टी लिम्फोसाइट्स" के रूप में जानी जाने वाली प्रतिरक्षा कोशिकाओं को अग्नाशयी बीटा कोशिकाओं को नष्ट करने के लिए माना जाता है जो इंसुलिन के उत्पादन के लिए जिम्मेदार होते हैं, जो शर्करा के स्तर को नियंत्रित करता है। हमारे खून में।

एक दशक पहले, बीमारी को रोकने और ठीक करने में असमर्थता से निराश होकर, मैंने टाइप 1 डायबिटीज के साथ-साथ बीमारी के बिना भी अंग दाताओं से मानव पेनक्रियाज इकट्ठा करने की पहल शुरू की। बाद के समूह को एक "सामान्य" स्वस्थ अग्न्याशय की समझ प्रदान करने के लिए एकत्र किया गया था। आज तक, हमने 500 से अधिक व्यक्तियों से अग्न्याशय एकत्र किया है। हमने दुनिया भर के 21 देशों में कुछ 230 परियोजनाओं के लिए इन ऊतकों को वितरित किया है। इस प्रयास के परिणामों ने नई खोजों को जन्म दिया है, जिन्होंने हमारी समझ को फिर से लिखा है कि यह बीमारी कैसे विकसित होती है।

टाइप 1 डायबिटीज के रोगी, जो प्रति वर्ष अमेरिका में कुछ 25,000 प्रति वर्ष का निदान करते हैं, जीवित रहने के लिए दैनिक इंसुलिन इंजेक्शन पर आजीवन निर्भरता का सामना करते हैं और अंधापन, गुर्दे की बीमारी, सुन्न पैर, अंग सहित दीर्घकालिक चिकित्सा जटिलताओं के विकास का एक उच्च जोखिम होता है। विच्छेदन, और हृदय रोग। आज, यह अनुमान है कि अमेरिका में लगभग 1.25 मिलियन लोग इस विकार के साथ रहते हैं।

इन जटिलताओं के रूप में परेशान करने वाले लोग इस बीमारी से ग्रसित व्यक्तियों के लिए हैं, शायद इससे भी ज्यादा दैनंदिन जीवन शैली के कई कारक हैं जिन्हें इस बीमारी को नियंत्रित रखने या नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार होना चाहिए: कार्बोहाइड्रेट की निगरानी करना, व्यायाम का आकलन करना, रक्त शर्करा के स्तर का मूल्यांकन करना और इंसुलिन का प्रबंधन करना। दोनों उच्च और निम्न रक्त शर्करा के स्तर से बचने के लिए। ये दैनिक बीमारी से जुड़ी कुछ चुनौतियों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

इन कारणों से, यूएफ डायबिटीज संस्थान में हमारे सामूहिक अनुसंधान प्रयासों का लक्ष्य हमेशा यह समझना रहा है कि इस बीमारी का क्या कारण है। यह जानकर कि हम यह अनुमान लगाने में सक्षम होंगे कि जोखिम में कौन है, बीमारी की प्रगति को रोकने के लिए तरीकों की पहचान करें और एक उपचारात्मक चिकित्सा विकसित करें।

क्यों इन अंगों का अध्ययन?

टाइप 1 मधुमेह है, लेकिन 80 से अधिक ज्ञात ऑटोइम्यून बीमारियों में से एक है, जो अज्ञात कारणों से, प्रतिरक्षा प्रणाली खुद के खिलाफ हो जाती है। ऑटोइम्यूनिटी से परे, कैंसर और संक्रामक बीमारी से लड़ने के मामले में प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएं भी स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण घटक हैं। हमारे अनुभव से, अग्न्याशय और टाइप 1 मधुमेह का अध्ययन करते हुए, हम मैपिंग के बाद इनमें से प्रत्येक सेटिंग्स में प्रतिरक्षा के लिए भूमिका को समझने में काफी प्रगति देखते हैं। यह एक गहरी गोता लगाने की अनुमति देगा कि प्रतिरक्षा प्रणाली कैसे काम करती है।

एक स्वस्थ व्यक्ति में, संक्रमण या कैंसर कोशिकाओं का जवाब देते समय टी कोशिकाएं केवल सक्रिय हो जाती हैं। लेकिन स्वप्रतिरक्षित बीमारी के शिकार लोगों में, कुछ टी कोशिकाएं "स्व" प्रोटीन द्वारा गलती से सक्रिय हो सकती हैं, जिससे वे स्वस्थ ऊतक को नष्ट कर सकते हैं।

अन्य परिस्थितियों में - जैसे कैंसर या संक्रामक रोग - प्रतिरक्षा प्रणाली प्रभावी होने के लिए एक मजबूत पर्याप्त प्रतिक्रिया प्रदान करने में विफल रहती है। या प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाएं अनियंत्रित रूप से फैलती हैं, जिससे लिम्फोमा और ल्यूकेमिया जैसे रक्त और लसीका कैंसर होते हैं। यही कारण है कि थाइमस, प्लीहा और लिम्फ नोड स्वस्थ मानव प्रतिरक्षा प्रणाली का अध्ययन करने वालों के लिए रुचि के ऊतक हैं। शोधकर्ताओं को इन सभी अंगों के लिए स्वस्थ आधार रेखा को समझने की आवश्यकता है ताकि हम पहचान सकें कि जब चीजें खराब होने और बदलने लगती हैं, जिससे ऑटोइम्यून बीमारी, कैंसर और संक्रामक रोग हो सकता है। दूसरे तरीके से व्यक्त किया गया है, हमें पहले यह समझने की जरूरत है कि पूरे मानव जीवन में सामान्य लसीका प्रणाली का गठन क्या है।

क्यों परिभाषित करना महत्वपूर्ण है सामान्य?

आपको आश्चर्य हो सकता है कि वास्तव में हमें ये सामान्य कोशिकाएँ कहाँ मिलती हैं। जैसा कि हमने पिछले 11 वर्षों में किया है, हम अंग खरीद संगठनों के माध्यम से मृतक अंग दाताओं से प्रत्यारोपण-ग्रेड मानव ऊतक प्राप्त करेंगे, परिवार के किसी सदस्य या कानूनी निष्पादक द्वारा सूचित सहमति प्रदान करने के बाद। दु: ख के समय को देखते हुए, ये अनमोल शारीरिक उपहार, जो तिल्ली, थाइमस, और लिम्फ नोड के मामले में, आजीवन प्रत्यारोपण प्रक्रियाओं के लिए उपयोग करने योग्य नहीं हैं, वैज्ञानिक जांच और खोज के लिए एक अपरिहार्य संसाधन प्रदान करते हैं।

केवल ऊतकों को "सामान्य" माना जाता है - ज्ञात या अवलोकनीय विकृति से अप्रभावित - इन प्रारंभिक अध्ययनों में शामिल किया जाएगा। हम दाताओं से लेकर शिशुओं तक के वयस्कों से लेकर 70 साल तक के बच्चों तक के ऊतकों का संग्रह करेंगे। हम आशा करते हैं कि यह इस बात की अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा कि किस प्रकार आयु प्रत्येक अवयव में सभी कोशिकाओं के प्रकार और स्वास्थ्य को बदल देती है।

यूएफ डायबिटीज इंस्टीट्यूट में सेलुलर और आणविक जीवविज्ञानी, हेमेटोपाथोलॉजिस्ट सहित एक बहु-विषयक टीम है जो नैदानिक ​​लसीका नमूनों, जैव चिकित्सा इंजीनियरों, प्रतिरक्षाविदों और कई अन्य लोगों का अध्ययन करते हैं, जो एचबीएएमएपी कार्यक्रम के लिए सहयोग करेंगे। दरअसल, यूएफ टिश्यू मैपिंग सेंटर अत्याधुनिक माइक्रोस्कोपी और डेटा संग्रह में विशेषज्ञों के वैश्विक नेटवर्क के साथ बड़े पैमाने पर सहयोग करेगा।

हम दर्जनों प्रोटीन और आरएनए अणुओं का पता लगाने के लिए एक इमेजिंग पाइपलाइन की स्थापना कर रहे हैं जो तंत्रिका, रक्त वाहिका, स्ट्रोमा के रूप में जाना जाने वाले सहायक ऊतक और ऊतक के स्लाइस से प्रतिरक्षा कोशिकाओं को चिह्नित करते हैं, माइक्रोस्कोपी के आठ विभिन्न रूपों का उपयोग करते हैं।

HuBMAP के पहले दो वर्षों के भीतर, हम 11 अंग दाताओं से तिल्ली, थाइमस और लिम्फ नोड का नक्शा बनाने की योजना बनाते हैं।

हम उम्मीद करते हैं कि परिणामी डेटा नए सेल प्रकारों, आणविक और सेलुलर संरचनाओं, सेल-सेल इंटरैक्शन और मानव शरीर रचना विज्ञान और शरीर विज्ञान में उनके कार्यात्मक निहितार्थ को प्रकट करेगा। इसलिए, उच्च-रिज़ॉल्यूशन, तीन-आयामी मानव जैव-आणविक एटलस कार्यक्रम की खोज की सुविधा की उम्मीद है।

जैसा कि मैंने अपने जीवन में 50 के दशक के अंत में मारा, सहकर्मियों, दोस्तों और परिवार के सदस्यों की संख्या जो बीमारी से प्रभावित होती है, सालाना बढ़ जाती है। मैं भी हाल ही में दादा बना। मैं यह सोचना चाहता हूं कि हम जो करने का प्रस्ताव करते हैं उसका वर्तमान और भावी पीढ़ी दोनों के लिए मानव स्वास्थ्य पर एक नाटकीय प्रभाव पड़ेगा। यह एक विरासत उपहार होगा।

यह लेख मूल रूप से मार्क एटकिंसन द्वारा वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था। मूल लेख यहां पढ़ें।